📄 معروضة نسخة «بسيط» — «متقدم» غير جاهزة بعد. أضفه إلى المفضّلة للمساعدة في تسريعها. اطلب التحليل الكامل

الحشية المطاطية العادية تخمد الاهتزاز مثلما تخفف البطانية السميكة الصوت: كلما كانت أكثر سماكة ووزنًا، كان ذلك أفضل. لطالما حلم المهندسون بمادة تكون خفيفة، لكنها في الوقت نفسه "تبتلع" الاهتزازات بما لا يقل عن مخمد ضخم. في العمل الجديد، تمكنوا من تجميع مثل هذه المادة من جزأين مختلفين: شبكة مرنة ناعمة مطبوعة بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد، وقطرات صغيرة من معدن سائل مخبأة بداخلها.

مفتاح النجاح يكمن في كيفية تفاعل هذين المكونين. الشبكة المصنوعة من الإيلاستومر (elastomer) مسؤولة عن المرونة والشكل، بينما قطرات المعدن السائل الموجودة في قنوات الشبكة تبدأ في الرنين عند التردد المطلوب. معًا، تشكل "منطقة محظورة": الموجات ذات التردد حوالي 200 هرتز (وهو تقريبًا مثل طنين محول كهربائي أو اهتزاز مقبض أداة كهربائية) لا يمكنها المرور عبر المادة، بل تنعكس أو تخمد داخلها. وفي الوقت نفسه، تظل المادة نفسها ناعمة ومرنة مثل السيليكون العادي.

لرؤية كيفية تصرف الموجات داخل المادة الميتامواد، استخدم العلماء كاميرا تلتقط الاهتزازات السريعة على السطح. وقد أتاح ذلك ملاحظة مباشرة كيف "تعلق" الموجات عند حدود المنطقة المحظورة ولا تنتشر أبعد من ذلك. وأكدت قياسات مقياس التسارع (accelerometer) أن المادة الجديدة تخمد الاهتزازات بقوة أكبر من السيليكون العادي، على الرغم من أنها تزن نصف الوزن.

هذا المزيج — الخفة، والنعومة، والامتصاص القوي للاهتزازات — يجعل المادة واعدة لمقابض الأدوات، والمعدات الرياضية، والحشوات الواقية. بدلاً من زيادة السماكة والكتلة، سيكون من الممكن استخدام بنية داخلية ذكية "تلتقط" الاهتزازات الضارة ولا تنقلها إلى الإنسان.

الملخص الأصلي

كما كتبه المؤلفون، بالإنجليزية arXiv:2602.01006

Acoustic metamaterials offer exceptional control over wave propagation, but their potential remains unfulfilled due to fabrication constraints. Conventional processes yield mostly rigid, planar structures, whereas soft-matter alternatives have so far been confined to ultrasounds. This work overcomes prior limitations with a fully soft 3D metamaterial operating around 200Hz. The design combines a 3D-printed elastomer lattice with resonant inclusions of liquid metal, injected via a network of mesofluidic channels. Its dynamic response is derived from a hybrid strategy uniting a lumped-element model with finite element analysis. Simulations reveal how the dual-phase design decouples flexural and torsional modes, opening a subwavelength band gap for low-frequency elastic waves. Empirical validation is achieved via a custom camera-based vibrometer. Its high spatiotemporal resolution and full-field capabilities enable direct capture of local modes and evanescent waves underlying the band gap. Accelerometer data corroborate these findings and demonstrate greater attenuation than common silicone elastomers at only half of the density. By combining scalable fabrication, compliance, and operations at frequencies relevant to human tactile perception, this novel metamaterial paves the way for lightweight, high-performance cushioning and handles that protect users from harmful vibration exposure.